开关电源印制电路板设计基础ppt课件.ppt

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1、开关电源电路板设计基础电气工程系认识开关电源电路板一绝缘距离高电压0203高耗散03散热布局冷却03强弱、磁电04元件布局布线铜皮厚度大电流01铜皮宽度开关电源电路板与普通弱电控制板制作有何不同？1OZ的铜皮电流能力约为1A/mm线间距为1mm(40mil)时，线间最大耐压为200V无隔离BUCK电路1电流环路开关电源电路制板分析二输入电源电流环路功率管交流电流环路输出整流器交流电流环路输出电源电流环路如果输入或输出环与功率开关或整流环的连接没有直接接到电容的两端，交流能量就会从输入或输出滤波电容上流进流出，并通过输入和输出电流环“逃逸”到外面环境中。输入和输出滤波电容

2、接线端的放置很重要。输入电源和输出电流环路功率开关和整流器的交流电流环路包含PWM开关电源典型的梯形电流波形；交流电流环路的布线要在其他引线之前布好；使滤波电容、功率开关管（或整流器）、电感（或变压器）尽可能的靠近，且布局方向使得连线更短。2交流电压节点每个开关电源都有一个交流电压最大节点无隔离拓扑中交流节点与电感和续流二极管相连隔离拓扑中有多少个绕组就有多少节点，但也只是一个节点映射成多个发射EMI的同时，很容易通过电容方式耦合到不同层上的邻近导线上去电容模型当电容器工作频率在f0以下时:当电容器工作频率在f0以上时:当电容器工作频率接近f0时:谐振频率:电容并联高频

3、特性电源布板基本要点之一：旁路瓷片电容的电容量不易太大,而它的寄生串联电感量应该尽量减小。多个电容并联能改善单个电容的阻抗特性。最小容量的瓷片电容应最靠近负载。为了减小滤波电容的等效串联电阻（ESR）,经常用多个电容并联;多个电容并联可以分摊纹波电流.×不合理合理电容从纹波电流源开始呈“放射性”对称布置均分纹波电流电感模型L:电感值EPR:等效并联电阻Cp:等效并联电感Ac:电流环路截面结Lm:电流环路周长电源布板基本要点之二：电感的寄生串联电容量应该尽量减小。电感引脚之间的距离越远越好。电感特性电源布板基本要点之三：避免在地层上放置任何功率或信号走线。镜象面概念电源布

4、板基本要点之四：高频交流环路的面积应该尽量减小。高频交流电流环路电源步版基本要点之五：过孔放置不应破坏高频交流电流在地层上路径。过孔(VIA)的例子电源布版基本要点之六：模拟电源层与数字地层不应有重叠。信号层应有相应的地层。PCB板层分割电源布板基本要点之七：要减小PCB走线的电感，减小PCB走线长度要减小ＰＣＢ过孔的电感，放置多个过孔焊盘(PAD)和去耦电容的放置焊盘去耦电容电源布板基本要点之八：交流节点焊盘面积要尽量小。交流节点焊盘下不要走信号线。交流节点焊盘与信号线之间需电源层或地隔离增加散热面积和减小容性耦合到其他PCB引线的方法导线越窄越好导线越宽越好EMC导

5、电散热电源布板基本要点之九：功率器件所组成的电流环路面积要小。降压式(BUCK)电源：功率部分电流和电压波形降压式电源布局差的例子电路等效图MinimizeTheseInductances降压式电源布局的范例：电源排版基本要点之十：功率器件接功率地信号器件接信号地功率地与信号地单点连接（一根很短导线或一个或多个过孔）降压式电源排版的例子地线短而宽控制地敏感，应为产生控制IC所要检测的小电压的所有器件的公共连接点输入电容的公共端应作为其他交流电流的唯一接点1．放置变压器或电感。2．布置功率开关管电流环路。3．布置输出整流器电流环路。4．把控制电路与交流功率电路连接。5．布

6、置输入环路和输入滤波器。6．布置输出负载环路和输出滤波。开关电源PCB制作的最佳方法